[发明专利]焊料凸块及其焊盘、半导体器件及其制备方法、封装件、背光单元及照明设备

说明书

本发明涉及半导体器件领域，公开了一种焊料凸块及其焊盘、半导体器件及其制备方法、封装件、背光单元及照明设备，焊料凸块（8400）的上表面（8401）和下表面（8402）均为平面，侧视截面为锥台型结构。本发明中的焊料凸块具有平整的上表面，增大了焊料凸块表面与蓝膜的接触面积，减少倒膜损失异常；不易出现固晶后晶粒偏移和歪斜的现象，保证了晶粒理想的出光效果，减少因固晶偏移或歪斜而进行返工的成本损失，提高了固晶良率与效率。

技术领域

本发明涉及半导体器件领域，特别涉及一种焊料凸块及其焊盘、半导体器件及其制备方法、封装件、背光单元及照明设备。

背景技术

现有技术中，在LED的电极上印刷印刷的焊料形状通常为穹顶形状的焊料，如图1所示，LED主要分为方形尺寸的LED（图1左）和长条尺寸的LED（图1右）两种，由于方形尺寸的LED一般设计4个焊料点，长条尺寸的LED一般设计2个焊料点，在按照客户要求将LED倒膜出货时，需要将蓝膜贴在焊料一面，如图2，由于焊料的形状为穹顶形状，与蓝膜接触面积小，方形LED由于焊料的接触点多（图2左），焊料点上下左右对称，倒膜时不易出现倒膜损失以及倒膜后晶粒歪斜的情况。客户在固晶时，同样由于焊料点对称的缘故，不会出现固晶歪斜的情况。而长条尺寸的LED由于接触点少（图2左），只上下或左右对称，倒膜时易出现倒膜损失以及受外力作用导致的晶粒歪斜，固晶时由于外力作用以及高温回流的影响，晶粒固晶后会出现偏移歪斜现象，影响晶粒的出光效果，尤其针对出光效果要求高的背光及mini产品，上述缺陷尤其明显。具有穹顶形状的焊料的半导体器件简图如图3所示。

形成在发光二极管的半导体芯片的电极上的焊料凸块可通过在金属反射层上形成焊料以及使焊料回流而形成，由于在回流处理期间焊料的相变，使得形成在焊料与金属反射层之间的金属间化合物层会由于金属反射层的润湿性而扩散至金属反射层的第二表面（侧表面），进而导致焊料或金属间化合物层与电极接触，相变所产生的残余应力会导致金属间化合物层中与电极接触的部分产生裂纹，从而会使得焊料凸块与电极分离。

公开号为CN105591016A、发明名称为互连凸块、半导体器件、半导体器件封装件和照明设备的发明专利中，通过在凸块下冶金层的第二表面（侧表面）上覆盖阻挡层，以防止焊料凸块或金属间化合物层中的其中之一扩散至凸块下冶金层的第二表面（侧表面），进而防止焊料凸块或金属间化合物层中的其中之一经第二表面（侧表面）扩散至凸块下冶金层下方的电极。该专利中，凸块下冶金层的第一表面（与电极相对的表面）与金属间化合物层之间没有阻挡层，且在焊料回流过程中，金属间化合物或焊料凸块没有形成在阻挡层中。这是因为在该专利中，凸块下冶金层的作用仅是形成共晶作用。

而为了提高芯片光性能，目前的凸块下冶金层通常使用Al或Ag材料作为金属反射层，以达到提高焊盘反射率的目的，在焊料回流过程中，若凸块下冶金层的第一表面（与电极相对的表面）与金属间化合物层之间没有阻挡层，则会出现金属间化合物或焊料凸块与凸块下冶金层的第一表面回流互溶的情况，这样就会导致金属反射层的反射率下降影响光性能，而且多次回流后底层粘附层也被焊料回流互溶，就会有焊盘脱落现象。

另外，现有技术中，由于镀膜工艺问题，金属间化合物在金属反射层的第一表面（与电极相对的表面）的厚度（顶面金属间化合物层的厚度）通常会大于第二表面（侧表面）的厚度（侧面金属间化合物层的厚度），因此在回流焊后，焊料凸块与金属反射层的第二表面之间容易出现空洞，如图9所示，影响出光效率及器件的稳定性。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种焊料凸块及其焊盘、半导体器件及其制备方法、封装件、背光单元及照明设备，本发明中的焊料凸块具有平整的上表面，增大了焊料凸块表面与蓝膜的接触面积，减少倒膜损失异常；不易出现固晶后晶粒偏移和歪斜的现象，保证了晶粒理想的出光效果，减少因固晶偏移或歪斜而进行返工的成本损失，提高了固晶良率与效率。